湖南省长沙市长郡名校2023-2024高三上学期月考（四）物理试卷（答案）

大联考长郡中学2024届高三月考试卷（四）
物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一项符合题目要求）
1. 一汽车沿平直公路做匀减速直线运动刹车，从开始减速到刹车停止共运动。汽车在刹停前的内前进了，则该汽车的加速度大小和从开始减速到刹车停止运动的距离为（ ）
A. ， B. ， C. ， D. ，
2. 某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验，如图所示，将轻质弹簧的一端固定在点，另一端处系上绳套及两根细绳，弹簧测力计、通过细绳套互成角度地拉动轻质弹簧。当弹簧测力计的轴线与轻质弹簧垂直时，弹簧测力计的示数为，弹簧测力计的示数为。保持图中结点及弹簧测力计的拉伸方向不变，使弹簧测力计逆时针缓慢转动至示数最小，其最小示数为（ ）
A. B. C. D.
3. 如图所示，四个电荷量分别为、、、的点电荷位于半径为的圆周上，其中、的连线与、的连线垂直，且，则圆心点的场强大小为（静电力常量为）（ ）
A. 0 B. C. D.
4. 如图所示，质量为的玩具动力小车在水平地面上运动，用水平轻绳拉着质量为的物块由静止开始运动。运动时，物块速度为，此时轻绳从物块上脱落，物块继续滑行一段位移后停下，且轻绳脱落时小车恰好达到额定功率（此后保持功率不变）。已知小车受地面的阻力恒定，小车达到额定功率前其牵引力也恒定，物块与地面间的动摩擦因数，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳脱落前，小车运动的加速度为
B. 运动时，物块速度
C. 轻绳脱落后，物块滑行的总位移大小为
D. 轻绳脱落后，小车做匀加速直线运动
5. 如图甲所示，质量很大、上表面粗糙且足够长长木板沿光滑的水平面向左运动。距离它高为处的小球自由下落到长木板上，经很短的时间反弹，上升的高度仍为。则站在地面的人观察小球反弹后运动的部分轨迹可能是图中的（　　）
A. B.
C. D.
6. 有些力学问题，可假想一个“虚设过程”使问题得以简化和解决。举例如下：如图所示，四根质量都是m的均匀等长木棒，用铰链连成框架，绞链P固定在天花板上，框架竖直悬挂在空中；现在绞链Q上施一竖直向上的力F使框架保持静止，不计一切摩擦，若要求出作用力F的大小，可设想力F使绞链Q缓慢上移一微小的距离△h，则框架的重心将上升，因为F做的功等于框架重力势能的增加量，所以，可得。
请参照上面解决问题的方法，尝试完成以下问题：有一均匀带电薄球壳，电荷量为Q、半径为R，球壳表面的电荷之间将互相排斥；已知此带电球壳体系储存的静电能为（k为静电力常量），则球壳单位面积上受到的排斥力为（　　）
A. B. C. D.
二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7. 一光滑绝缘的正方体固定在水平面内。AB导体棒可绕过其中点的转轴在正方体的上表面内自由转动，CD导体棒固定在正方体的下底面。开始时两棒相互垂直并静止，两棒中点O1O2连线在正方体的中轴线上。现对两棒同时通有图中箭头所示（A到B、D到C）方向的电流。下列说法中正确的是（ ）
A. 通电后AB棒将要逆时针转动（俯视）
B. 通电后AB棒将要顺时针转动（俯视）
C. 通电后瞬间线段O1O2间存在磁感应强度不在水平面内的位置
D. 通电后瞬间线段O1O2间不存在磁感应强度为零的位置
8. 如图所示，1、2轨道分别是天宫二号飞船在回程变轨前后的轨道，下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在1轨道速度大于2轨道速度 B. 飞船在1轨道加速度大于2轨道加速度
C. 飞船从1轨道变到2轨道要减小速度 D. 飞船在1轨道机械能大于2轨道机械能
9. 如图所示，半径为的光滑圆环固定在竖直面内，一质量为的小球穿在圆环上。一轻质橡皮筋一端固定在圆环最顶端，另一端连接小球。初始时刻小球静止于圆环最底端，给其一个向右的轻微扰动，小球将向上滑动，将小球绕圆心转过的角度记为。若橡皮筋伸长时弹力按照胡克定律变化，弹性势能可以表示为，为橡皮筋劲度系数，为橡皮筋伸长量。已知橡皮筋原长为，劲度系数，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）
A. 当，小球速度为
B. 小球的最大速度为
C. 当，小球速度达到最大
D. 若将小球质量改为，则小球速度最大时有
10. 如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨、竖直固定（导轨电阻不计），其间距，的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端与之间连接一电阻，质量为、阻值与电阻相等的金属棒紧贴在导轨上。现使金属棒由静止开始下滑，下滑过程中始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离与时间的关系如图乙所示，图像中的段为曲线，段为直线。忽略棒运动过程中对原磁场的影响，取。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒稳定运动时速度为
B. 金属棒的质量为
C. 时，金属棒两端的电压
D. 金属棒开始运动的内，电阻上产生的热量
三、填空题（本题共2小题，共16分）
11. 实验小组利用如图1所示装置探究弹力与弹簧形变量的关系，光滑斜面的倾角，斜面的底端固定一压力传感器，顶端固定有光滑的定滑轮，物块紧贴压力传感器，轻质细线绕过滑轮后与连着物块的轻质弹簧相连，调整滑轮，使细线与斜面平行，滑轮的右侧竖直固定一刻度尺，初始时细线各部分均伸直，且细线的端点N点与刻度尺的零刻度线对齐。现缓慢竖直向下拉端点N，分别记录端点N移动的距离x及对应的传感器的示数，如下表所示。
x/cm 5 10 15 20 25 30
20.1 16.0 12.1 7.8 4.0 0
（1）以为纵轴，x为横轴建立坐标系，如图2所示，请在坐标系中作出的图像________。
（2）小组同学据作出图像可求得弹簧的劲度系数k=________N/m（结果取整数），若物块的质量为m=5kg，则当地的重力加速度g=________（结果保留小数点后二位）。
12. 某实验小组利用如下器材测量电源电动势和内阻。所用的器材包括：待测直流稳压电源、电流表（内阻可忽略不计）、总长度为、总电阻值的电阻丝，且电阻丝上标有长度刻度，保护电阻，螺旋测微器（千分尺）、开关和导线等。
（1）为验证电阻丝粗细是否均匀，一同学用螺旋测微器在电阻丝不同位置各个方向上测量了金属丝的直径。某次测量结果如图所示，金属丝直径的测量值为______，由此可以求得该金属丝的电阻率约为______（电阻率的计算结果保留三位有效数字）。
（2）连接好电路后，闭合开关，记录电阻丝的长度和相应电流表的示数，多次滑动点，改变的长度，测得多组和的值，计算出对应的，根据测量到的多组实验数据作出图像，如图所示，由图像可求得电源电动势______，电源内阻______（计算结果均保留三位有效数字）。
（3）该小组对实验进行误差分析：若电流表的内阻不可忽略，步骤（2）中得到的电源内阻的测量值______真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。
四、计算题（本题共3小题，其中第13题10分，第14题14分，第15题16分，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）
13. 如图所示，两根光滑金属导轨和固定在倾角为的绝缘斜面上，导轨关于中轴线对称，导轨部分单位长度的电阻为，整个空间存在着方向垂直于斜面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。一质量为、阻值不计的导体棒在沿斜面向上的力的作用下以一定的速度从点开始匀速下滑。已知导体棒始终垂直于且与导轨接触良好，，，导轨和的电阻均不计，且均与平行，求导体棒从点运动至位置的过程中，回路中产生的焦耳热。
14. 某实验小组研究在如图所示的坐标系中质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力）在电磁场中的运动情况，静电力常量为，请解答以下问题：
（1）如图甲，若沿轴正向加匀强电场，沿轴正向加匀强磁场。带电粒子以某速度在轴上做匀速直线运动，求带电粒子速度；
（2）如图乙，若在坐标原点和轴上处（图中未标出）分别固定等量的负点电荷，电荷量为（），带电粒子恰好能以轴上点为圆心做半径为的匀速圆周运动，其轨迹平面与平面平行，运动方向如图中箭头所示，求带电粒子速度；
（3）如图丙，若沿轴负向加磁感应强度为的匀强磁场，沿轴正向加电场强度为的匀强电场。现让带电粒子在平面内从坐标原点以初速度与轴正向成角射入，经过时间后，带电粒子第一次到达运动过程中坐标最大的点，求的距离。
15. 如图所示，质量分别为、的甲、乙两小球（均视为质点）分别用长为的细绳系在固定的点，细绳能够承受的最大拉力为。点左上方有一个钉子，钉子和的连线与水平方向夹角为。现让两球与点等高且细绳刚好伸直，然后将两小球间放置的微型炸弹引爆（爆炸时释放的能量全部转化为小球动能）使甲球向上、乙球向下运动，刚好使得甲球在钉子处绳子断裂、乙球在最低点时绳子断裂，绳子断裂后乙球在空中运动时间为。不计绳子断裂的能量损失以及空气阻力的影响，取重力加速度大小，求：
（1）炸药爆炸时释放的能量；
（2）钉子离点的距离；
（3）绳子断裂后甲球在空中运动时间（结果可用根式表示）。
大联考长郡中学2024届高三月考试卷（四）
物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一项符合题目要求）
【1题答案】
【答案】C
【2题答案】
【答案】B
【3题答案】
【答案】C
【4题答案】
【答案】B
【5题答案】
【答案】B
【6题答案】
【答案】A
二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
【7题答案】
【答案】BD
【8题答案】
【答案】CD
【9题答案】
【答案】BD
【10题答案】
【答案】BCD
三、填空题（本题共2小题，共16分）
【11题答案】
【答案】 ①. ②. 81（80～82） ③. 9.76（9.60～9.84）
【12题答案】
【答案】 ①. 0.0740 ②. ③. 1.35 ④. 0.203 ⑤. 大于
四、计算题（本题共3小题，其中第13题10分，第14题14分，第15题16分，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）
【13题答案】
【答案】
【14题答案】
【答案】（1），方向沿轴负向；（2）；（3）
【15题答案】